“十四五”期间，国家大力发展数字经济、推进数字产业化和产业数字化，数字化转型已成为各行各业的“必修课”。“数字化转型”专题报道将从多角度剖析制造企业数字化转型的现状、发展与未来，汇编发布一系列富有价值的专家观点和企业案例文章。通过标杆企业示范引领，带动产业链数字化转型，赋能制造业高质量发展。
当前，中国进入经济社会全面数字化时代，制造业是国民经济的主体，持续推进制造业转型升级是巩固壮大实体经济根基的重要举措，制造业数字化转型是产业数字化的重点体现。
上海电气集团是世界级的综合性高端装备制造企业，作为中国工业的领导品牌，上海电气在数字化转型方面也一直走在前列。2022年，上海电气集团发布题为《数制融合·智慧赋能》的白皮书，梳理了上海电气数字化转型的实践场景和成功经验，尝试总结形成了一整套装备制造业数字化转型基因模型，助力制造企业开展数字化转型。集团多家企业依托在行业的深厚发展与上海电气集团数字科技有限公司（简称“电气数科”）的合作，积极进行数字化转型、智能工厂建设，探索出一条适合本行业发展的数字化转型之路。我们将以案例的形式，展示上海电气集团的各公司数字化转型的实践与经验。
本期，我们将以上海锅炉厂有限公司（简称“上锅”）为代表，探索大型制造企业的数字化转型之路。
前言概要
2020年8月，国资委印发《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》，提出以智能制造为主攻方向，打造制造业数字化转型示范等，为制造业数字化转型方向提供了参考。2021年12月，国家工信部、发改委等8部委印发《“十四五”智能制造发展规划》，提出到2025年，规模以上制造业企业大部分实现数字化网络化，重点行业骨干企业初步应用智能化。2022年10月，上海市发布《上海市制造业数字化转型实施方案》，到2025年，规模以上制造业企业数字化诊断全覆盖，形成10个试点示范园区，200家示范性智能工厂，30个行业性工业互联网平台，40家“工赋链主”，50个数字化转型超级场景。随着新一代新技术与业务融合的不断深化，少部分国有企业在实现业务流程的数字化管理、运行的基础上，转向有效应用新一代信息技术构建数字时代竞争能力，开展新技术、新产品、新模式和新业态培育，推动业务创新转型。据中国企业联合会统计，开展网络化协同、服务化延伸、个性化定制的国有企业比例大幅提升，总共98家央企中已有64家央企（超过60%）专门设立了数字产业公司，2020年收入规模超2000亿元。
2022年是上海电气成立120周年，也是上海电气抢占新赛道、壮大新动能、推进“十四五”战略的关键之年。120年是上海电气深耕主业、合作共赢、融合发展赋能全球的创新征程。120年的蜕变，上海电气见证了中国工业的崛起，从全球高端装备技术引进来的主力军，成长成为中国高端装备走出去的金名片。
在数字化浪潮下，上海电气推进新一轮高质量发展，着力推进“智慧能源、智能制造”的双智联动，“产业智能化、服务产业化”的双轮驱动，“能源互联网、工业互联网”的双网互动。上海电气各产业企业正在纷纷探索数字化，集团已经成立了数字科技公司，以数字技术赋能产业企业的高质量发展。
上锅简介
上海锅炉厂有限公司是全球领先的综合能源解决方案提供商之一，是新中国最早创建的专业制造发电锅炉的国有大型企业。
公司位于上海市闵行区华宁路250号，占地面积52万平方米，公司在册员工数1800余人，电站锅炉年制造能力达2700万千瓦。经过半个多世纪的开拓进取，公司已成为电站锅炉（岛）、环保（岛）、化工技术与工程、锅炉改造、太阳能发电、垃圾焚烧锅炉、特种锅炉、压力容器、钢结构等产品和服务的重要提供商之一。
面向“十四五”，公司坚持转型发展的战略,以客户为中心，以市场为导向，为客户创造价值，全方位提升市场美誉度，力争实现三个转变：一是实现从以煤电为主向以煤电为基础，以化工技术和工程、可再生能源为重要支撑的行业转变；二是实现从国内市场为主向国内、外市场并重的市场区域转变；三是实现从以设备制造为主向核心技术、核心设备、系统方案和工程承包提供商的市场角色转变。
进入新时代的上锅时不我待、只争朝夕，彰显“共创蒸蒸日上的生活”的企业精神，致力于成为一个受人尊敬的企业、一个为市场提供一流产品与服务的企业，一个内部高度协同的企业，一个干部与职工创业发展的企业，最终成为一个“国内第一、国际一流”的世界级企业。
上锅数字化转型实践
1、数字化转型的发展现状、背景和必要性
上锅在两化融合建设过程中，历经了制造业信息化和两化融合等各个阶段，通过二十几年的不懈努力，进一步发挥信息化对公司战略目标实现的推动作用，提高办公自动化、决策科学化、管理现代化水平，促进锅炉行业科技进步，提升企业生产力和市场竞争力。从1999年开始开展基础建设，为了适应业务发展需求，启动了信息化建设，逐步建立了集团统一的办公自动化、知识管理平台KOA、图纸及技术文件审批签名归档信息管理系统、项目信息反馈系统PPMS、企业资源管理系统(SAP)、MES系统、NCR系统、AMS系统、SRM系统、CAPP、质量检验系统等核心业务信息系统。
锅炉作为传统能源行业，正在进行数字化转型及创新等方面的工作。锅炉产品的用户已经意识到发展智能化的重要性和紧迫性，对上锅的智能化提出了相关的要求。
2、战略规划、实施路径、发展阶段、应用场景及取得的成效
在业务领域，上海锅炉厂将改变原来纯制造厂的定位，业务模式将转变为设计+制造+服务。将全生命周期智能运维模块将变成上锅新的业务增长点。
在服务领域，上海锅炉厂将逐步减少现场服务人员的出差频次，以智能运维手段代替技术服务人员的现场指导。不仅减少了差旅费成本，也可避免由于技术服务人员水平不一致导致的服务质量差异。
在管理领域，火电企业可利用智能运维平台，对检修和运行进行更先进的管理，改变原来经验式的管理模式，变为以数据基础为依据、以精准预测为导向的精细化管理。
通过上线SG-BOX，赋予锅炉全生命周期的属性，并给产品“眼睛”和“大脑”，实现锅炉检修智能化预警，提供精确的运行指导建议，提升机组经济性，缩短检修周期，减少更换工作量，减轻用户工作压力，提高锅炉运行质量，真正做到火电企业的降本增效。
上锅国内的在役存量锅炉有近千台，模块开发完成后，预计三年内每年销售20台套智能化模块，年销售额近4000万元。经过市场培育及开发，三年后预计每年将有50台套智能化模块的销售量。后续还将通过软件升级、更新、技术服务等多维度、多手段与客户建立密切的商务往来。
对火电企业而言，部署智能化模块后，可有效降低供电煤耗约1.5g/kw.h，直接经济效益500万元/年（按单台600MW超临界机组计算），年降低燃煤消耗7200吨（按标煤计算），年降低CO2排放1.7万吨；可延长火电企业检修周期，减少检修工期，直接经济效益240万元/年（按单台600MW超临界机组计算），大幅降低非停率，保证电网安全；利用机器人巡检及检修，可进一步提高火电企业巡检人员的安全保障及火电企业安全管理水平。
3、数字化工厂建设概况
上锅集箱制造数字化车间，主要制造锅炉关键部件--集箱，目前已具备离散型制造智能化应用水平，初步形成数字化与工业化融合。上锅集箱制造数字化车间建设是对设计、工艺、制造、质检等进行业务流程再造、数字化提升。通过物联网技术对关键设备进行管控，并结合数字化设计和锅炉数字孪生平台，把设计、采购、制造、运维有机结合，缩短制造周期、提升生产效率、降低生产成本、提高产品质量，提升客户满意度。上锅目标是拟通过打造集箱数字化车间并进一步拓展智能制造应用，信息化与工业化深度融合，构建管理、设计、制造一体化的智能制造工厂。
4、数字化转型的难点和成功的关键要素
制约锅炉服务增长的主要因素有检修人工费高、设备故障不可预测、受热面寿命无法预估、燃料成本高涨等。数字化锅炉的重点和难点在于：
? 锅炉受热面寿命可实时预测：目前均采用周期性检修并进行相关测厚的方式，来进行受热面寿命的检测。这种方式容易遗漏相关信息，且无法及时预估受热面失效时间，易造成机组的非停。
? 减少锅炉检修相关费用：锅炉关键受热面的测厚及清灰，目前均为人工清理。由于锅炉炉膛大，人工测厚及清理需搭建全炉膛脚手架，不仅拖延工期，成本已非常高。
? 受热面按需吹灰：目前各受热面的吹灰均采用周期性吹灰的方式，部分电厂运行水平较高，辅助参考一些运行参数对吹灰周期进行及时调整，但整体来说仍未达到按需吹灰的目的。
? 锅炉自动化燃烧调整：目前主要的燃烧调整试验由各大电科院完成，电科院完成后提供相应的运行工况卡，运行人员按该方式运行。由于试验范围不可能完全包括所有运行工况，因此实际运行时燃料发生变化或其它相关设备运行工况发生变化，推荐的运行工况卡将失效，各班组的运行人员将采用自身经验进行调整，导致调整效率不高，效果不佳等问题。
制粉系统自化优化：由于目前煤粉细度和煤粉浓度无法自动测量，为保证制粉系统的安全和出力，火电企业均采用高一次风量运行，这不仅影响锅炉效率，对制粉系统设备的安全也造成了隐患。
在线显示锅炉各主要部件三维膨胀量：目前锅炉配置的膨胀指示器均设置为就地，各指示器无规律的分布在80米高度的锅炉上，导致读数困难。且就地膨胀指示器受安装质量影响较大，误差较大，不能准确反应锅炉的膨胀情况，易造成锅炉膨胀不畅应力集中，导致受热面失效的情况。
腐蚀监测及预警：由于燃料价格上涨，大部分火电企业均要燃用高硫煤以摊平运营成本，其H2S腐蚀的风险非常高。H2S腐蚀后，受热面失效速度非常快，受影响的受热面面积大，其造成的结果非常严重。目前火电企业均未设置为H2S浓度的测点，无法实时了解炉内腐蚀状态，该问题成为火电锅炉运行的典型隐患。
腐蚀监测及预警：受环保政策影响，部分火电企业开始燃用生物质和城市污泥，导致烟气中HCL浓度飙升，造成受热面的腐蚀。目前电厂均无HCL的测量手段，因此急需对HCL浓度进行在线测量，以保证锅炉的安全运行。
通过建设电站锅炉智能运维软件，整合数字化、信息化、可视化的设计数据和检修数据、运行数据。在智能检修方面，通过将锅炉三维可视化技术与火力发电厂锅炉设备技术管理工作相结合，对锅炉本体设备及外管道进行精细化建模，可实现锅炉内外部构造及外管道的三维可视化展示。利用三维数字化管理系统，可以实现对锅炉主要承压及受力部件的原设计状态、运行状态、改造状态、历次检修状态及相关资料、图纸、运行情况进行数字化管理；可以对锅炉防磨防爆及检查检修数据进行整理及分析，摸索研究锅炉承压部件损坏规律，制定合理的检修计划，降低锅炉四管泄漏概率。同时，为进一步提高检修效率，降低检修成本，对于锅炉炉膛水冷壁的检修测厚可采用机器人方式。机器人检修测厚可全炉膛测量，无死区、定位数据、测量精准，对进一步减少人力成本有重要意义。
5、数字化转型的下一阶段规划和市场需求
建成火电锅炉领域的标杆智能化项目，全方位地提升机组安全性、环保性、经济性，实现大幅降低机组的非停，减少人力成本，提升锅炉效率的目标，为火电企业实现“碳中和”、“碳达峰”提供支撑和帮助。
数科赋能
上海电气集团数字科技有限公司为上海锅炉厂规范业务流程，通过CRM、ERP、MES的实施将数据高度集中并实现各系统高度协同，减少工作重复，提升业务效率，实现数据的精准流转，建立以数据为核心的产、供、销及项目管理体系。系统的集成提升了上海锅炉厂的经营管理能力和人员的工作效率，减少系统切换时间80%，提升数据准确性40%，有效降低业务风险。
通过ERP、APS、MES、WMS、QMS等系统的实施，对各项数据和业务实时监控，打造数字化工厂，并基于系统和数据的高度集成，利用星云智汇工业互联网平台实现上海锅炉厂“运”、“维”数字化、智能化，以数据为中心，以业务为本搭建系统体系，自下而上与自上而下的设计相结合构建数字化工厂。
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